สตีฟ รินทูล, ผู้เขียนให้ไว้

แอนตาร์กติกาเป็นเวทีสำหรับน้ำตกที่ยิ่งใหญ่ที่สุดในโลก การกระทำเกิดขึ้นใต้พื้นผิวของมหาสมุทร ที่นี่ น้ำเย็น หนาแน่น และอุดมไปด้วยออกซิเจนหลายล้านล้านตันไหลลงมาจากไหล่ทวีปและจมลงสู่ระดับความลึกมาก จากนั้น “น้ำด้านล่าง” ของแอนตาร์กติกนี้จะแผ่ขยายออกไปทางเหนือตามพื้นทะเลในกระแสน้ำในมหาสมุทรลึก ก่อนจะค่อยๆ เพิ่มขึ้นอย่างช้าๆ อยู่ห่างออกไปหลายพันกิโลเมตร

ด้วยวิธีนี้ แอนตาร์กติกาขับเคลื่อนเครือข่ายของกระแสน้ำในมหาสมุทรทั่วโลกที่เรียกว่า "การหมุนเวียนกลับ" ซึ่งจะกระจายความร้อน คาร์บอน และสารอาหารไปทั่วโลก การพลิกคว่ำมีความสำคัญต่อการรักษาสภาพอากาศของโลกให้คงที่ นอกจากนี้ยังเป็นเส้นทางหลักที่ออกซิเจนไปถึงมหาสมุทรลึก

แต่มีสัญญาณบ่งชี้ว่าการไหลเวียนนี้กำลังชะลอตัวลงและเกิดขึ้นเร็วกว่าที่คาดการณ์ไว้หลายทศวรรษ การชะลอตัวนี้มีศักยภาพที่จะขัดขวางการเชื่อมต่อระหว่างชายฝั่งแอนตาร์กติกและมหาสมุทรลึก ซึ่งส่งผลกระทบอย่างใหญ่หลวงต่อสภาพอากาศของโลก ระดับน้ำทะเล และสิ่งมีชีวิตในทะเล

Our การวิจัยใหม่ซึ่งตีพิมพ์ในวารสาร Nature Climate Change ใช้การสังเกตในโลกแห่งความเป็นจริงเพื่อถอดรหัสว่าทำไมมหาสมุทรลึกรอบแอนตาร์กติกาจึงเปลี่ยนแปลงไปในช่วงสามทศวรรษที่ผ่านมา การวัดของเราแสดงให้เห็นว่าการหมุนเวียนกลับช้าลงเกือบหนึ่งในสาม (30%) และระดับออกซิเจนในมหาสมุทรลึกกำลังลดลง สิ่งนี้เกิดขึ้นเร็วกว่า แบบจำลองภูมิอากาศ ที่คาดการณ์ไว้

เราพบว่าการละลายของน้ำแข็งในแอนตาร์กติกกำลังขัดขวางการก่อตัวของน้ำใต้แอนตาร์กติก น้ำที่ละลายทำให้น้ำผิวดินในแอนตาร์กติกสดชื่นขึ้น มีความหนาแน่นน้อยลง และมีโอกาสจมน้อยลง สิ่งนี้ทำให้เบรกในการหมุนเวียนที่พลิกคว่ำ

ตอนนี้เป็นน้ำตก: น้ำหนาแน่นไหลจากไหล่ทวีปสู่มหาสมุทรลึกในทะเลรอสส์ Consortium for Ocean-Sea Ice Modeling in Australia (COSIMA) and National Computational Infrastructure.

ทำไมเรื่องนี้?

เมื่อการไหลของน้ำด้านล่างช้าลง ปริมาณออกซิเจนที่ส่งไปยังมหาสมุทรลึกจะลดลง จากนั้นชั้นน้ำด้านล่างที่อุดมด้วยออกซิเจนที่หดตัวจะถูกแทนที่ด้วยน้ำอุ่นที่มีออกซิเจนต่ำกว่า ทำให้ระดับออกซิเจนลดลงไปอีก

สัตว์ทะเลทั้งเล็กและใหญ่ตอบสนองต่อการเปลี่ยนแปลงของออกซิเจนแม้เพียงเล็กน้อย สัตว์ทะเลลึกปรับตัวเข้ากับสภาวะที่มีออกซิเจนต่ำแต่ยังต้องหายใจ การสูญเสียออกซิเจนอาจทำให้พวกเขาไปหาที่หลบภัยในภูมิภาคอื่นหรือปรับพฤติกรรมของพวกเขา แบบจำลองแนะนำเรา ล็อคใน สู่การหดตัวของสภาพแวดล้อมที่ "มีชีวิต" ที่มีให้สัตว์เหล่านี้โดยคาดว่าจะลดลงถึง 25%

การชะลอตัวของการพลิกคว่ำอาจเช่นกัน กระชับ ภาวะโลกร้อน. การหมุนเวียนที่พลิกกลับจะนำพาคาร์บอนไดออกไซด์และความร้อนไปสู่มหาสมุทรลึก ซึ่งถูกกักเก็บและซ่อนไว้จากชั้นบรรยากาศ เมื่อความจุของมหาสมุทรลดลง คาร์บอนไดออกไซด์และความร้อนจะเหลืออยู่ในชั้นบรรยากาศมากขึ้น ความคิดเห็นนี้เร่งให้เกิดภาวะโลกร้อน

ปริมาณน้ำใต้พื้นแอนตาร์กติกที่ลดลงถึงพื้นมหาสมุทรก็เพิ่มขึ้นเช่นกัน ระดับน้ำทะเล เพราะน้ำอุ่นที่มาแทนที่ใช้พื้นที่มากกว่า (การขยายตัวทางความร้อน).

การปรับปรุงน้ำในชั้นกักเก็บให้สดชื่นช่วยลดการไหลของน้ำที่หนาแน่นและชะลอการไหลเวียนของส่วนที่ลึกที่สุดในขณะเดียวกันก็ลดออกซิเจนในชั้นลึกด้วย เคธี กันน์, ผู้เขียนให้ไว้

สัญญาณของการเปลี่ยนแปลงที่น่ากังวล

การสังเกตน้ำด้านล่างเป็นสิ่งที่ท้าทาย มหาสมุทรใต้ห่างไกลและเป็นที่ตั้งของลมแรงที่สุดและคลื่นที่ใหญ่ที่สุดในโลก การเข้าถึงยังถูกจำกัดโดยทะเลน้ำแข็งในช่วงฤดูหนาว เมื่อน้ำด้านล่างก่อตัวขึ้น

ซึ่งหมายความว่าการสำรวจมหาสมุทรใต้ลึกนั้นเบาบาง อย่างไรก็ตาม การวัดความลึกทั้งหมดซ้ำๆ จากการเดินทางด้วยเรือได้เผยให้เห็นถึงการเปลี่ยนแปลงที่กำลังดำเนินอยู่ในมหาสมุทรลึก ชั้นน้ำด้านล่างคือ เริ่มอุ่นขึ้น หนาแน่นน้อยลง และบางลง.

ข้อมูลดาวเทียมแสดงแผ่นน้ำแข็งแอนตาร์กติกคือ การหดตัว. การวัดปริมาณน้ำในมหาสมุทรบริเวณปลายน้ำของบริเวณที่เกิดการละลายอย่างรวดเร็ว แสดงให้เห็นว่าน้ำที่ละลายอยู่นั้นเป็นอย่างไร ลดความเค็ม (และความหนาแน่น) ของน่านน้ำชายฝั่ง

การสูญเสียมวลน้ำแข็งในแอนตาร์กติกในช่วงสองสามทศวรรษที่ผ่านมาจากข้อมูลดาวเทียม ซึ่งแสดงให้เห็นว่าระหว่างปี 2002 ถึง 2020 แอนตาร์กติกาได้กำจัดน้ำแข็งโดยเฉลี่ยประมาณ 150 พันล้านเมตริกตันต่อปี เพิ่มน้ำที่ละลายในมหาสมุทร และเพิ่มระดับน้ำทะเล (ที่มา: NASA ).

สัญญาณเหล่านี้บ่งชี้ถึงการเปลี่ยนแปลงที่น่ากังวล แต่ก็ยังไม่มีการสังเกตโดยตรงของการหมุนเวียนที่พลิกคว่ำ

เราทำอะไร?

เราได้รวมการสังเกตประเภทต่างๆ เข้าด้วยกันในรูปแบบใหม่ โดยใช้ประโยชน์จากจุดแข็งแต่ละข้อ

การวัดความลึกทั้งหมดที่เก็บโดยเรือจะให้ภาพรวมของความหนาแน่นของมหาสมุทร แต่มักจะทำซ้ำประมาณหนึ่งทศวรรษ ในทางกลับกัน เครื่องมือที่จอดไว้จะให้การวัดความหนาแน่นและความเร็วอย่างต่อเนื่อง แต่เฉพาะในช่วงเวลาจำกัด ณ ตำแหน่งใดตำแหน่งหนึ่งเท่านั้น

เราได้พัฒนาวิธีการใหม่ที่รวมข้อมูลเรือ บันทึกการจอดเรือ และการจำลองเชิงตัวเลขที่มีความละเอียดสูงเพื่อคำนวณความแรงของการไหลของน้ำใต้แอนตาร์กติกและปริมาณออกซิเจนที่ขนส่งไปยังมหาสมุทรลึก

การศึกษาของเรามุ่งเน้นไปที่แอ่งน้ำลึกทางตอนใต้ของออสเตรเลียซึ่งรับน้ำด้านล่างจากหลายแหล่ง แหล่งที่มาเหล่านี้อยู่ทางปลายน้ำของแหล่งป้อนน้ำละลายขนาดใหญ่ ดังนั้นภูมิภาคนี้จึงมีแนวโน้มที่จะแจ้งเตือนล่วงหน้าเกี่ยวกับการเปลี่ยนแปลงของมหาสมุทรลึกที่เกิดจากสภาพอากาศ

ผลการวิจัยมีความโดดเด่น กว่าสามทศวรรษระหว่างปี 1992 ถึง 2017 การหมุนเวียนของภูมิภาคนี้ช้าลงเกือบหนึ่งในสาม (30%) ทำให้ออกซิเจนน้อยลงไปถึงส่วนลึก การชะลอตัวนี้เกิดจากการทำให้สดชื่นใกล้กับทวีปแอนตาร์กติกา

เราพบว่าการทำให้สดชื่นนี้ช่วยลดความหนาแน่นและปริมาตรของน้ำด้านล่างของแอนตาร์กติกที่ก่อตัวขึ้น รวมถึงความเร็วที่น้ำจะไหล

การชะลอตัวที่สังเกตได้จะยิ่งใหญ่กว่านี้หากไม่ใช่เพราะเหตุการณ์สภาพอากาศในช่วงสั้นๆ ที่ขับเคลื่อน การฟื้นตัวของการก่อตัวของน้ำด้านล่างบางส่วนและชั่วคราว. การฟื้นตัวซึ่งได้รับแรงหนุนจากความเค็มที่เพิ่มขึ้น ยังแสดงให้เห็นถึงความไวของการก่อตัวของน้ำด้านล่างต่อการเปลี่ยนแปลงความเค็มบนไหล่ทวีปแอนตาร์กติก

ข้อสังเกตเหล่านี้แสดงให้เห็นว่ามีการเปลี่ยนแปลง คาดการณ์ว่าจะเกิดขึ้นภายในปี 2050 กำลังดำเนินการอยู่

มหาสมุทรที่ร้อนขึ้นจากก้นบึ้งได้แรงหนุนจากการชะลอตัวของแอนตาร์กติก เครดิต: Matthew England และ Qian Li

อะไรต่อไป?

การสูญเสียน้ำแข็งจากทวีปแอนตาร์กติกาคาดว่าจะดำเนินต่อไป แม้จะเร่งตัวขึ้นในขณะที่โลกร้อนขึ้น เราคือ almost certain to cross the 1.5? global warming threshold by 2027.

การสูญเสียน้ำแข็งที่มากขึ้นหมายถึงความสดชื่นที่มากขึ้น ดังนั้นเราจึงคาดการณ์ได้ว่าการไหลเวียนโลหิตจะช้าลงและการสูญเสียออกซิเจนในระดับลึกจะดำเนินต่อไป

ผลที่ตามมาของการชะลอตัวจะไม่จำกัดเฉพาะแอนตาร์กติกา การหมุนเวียนที่พลิกคว่ำขยายไปทั่วมหาสมุทรทั่วโลกและมีอิทธิพลต่อการเปลี่ยนแปลงสภาพภูมิอากาศและการเพิ่มขึ้นของระดับน้ำทะเล มันจะก่อกวนและสร้างความเสียหายต่อสิ่งมีชีวิตในทะเลด้วย

การวิจัยของเราเป็นอีกเหตุผลหนึ่งในการทำงานหนักขึ้น – เร็วขึ้น – เพื่อลดการปล่อยก๊าซเรือนกระจก

เกี่ยวกับผู้แต่ง

เคธี กันน์, CSIRO; แมทธิวอังกฤษศาสตราจารย์ Scientia และรองผู้อำนวยการ ARC Australian Center for Excellence in Antarctic Science (ACEAS) UNSW ซิดนีย์และ สตีฟ รินทูล, เพื่อน CSIRO, CSIRO

บทความนี้ตีพิมพ์ซ้ำจาก สนทนา ภายใต้ใบอนุญาตครีเอทีฟคอมมอนส์ อ่าน บทความต้นฉบับ.

หนังสือที่เกี่ยวข้อง:

อนาคตที่เราเลือก: เอาชีวิตรอดจากวิกฤติสภาพภูมิอากาศ

โดย Christiana Figueres และ Tom Rivett-Carnac

ผู้เขียนซึ่งมีบทบาทสำคัญในข้อตกลงปารีสว่าด้วยการเปลี่ยนแปลงสภาพภูมิอากาศ นำเสนอข้อมูลเชิงลึกและกลยุทธ์สำหรับการจัดการวิกฤตสภาพภูมิอากาศ รวมถึงการดำเนินการส่วนบุคคลและส่วนรวม

คลิกเพื่อดูข้อมูลเพิ่มเติมหรือสั่งซื้อ

โลกที่ไม่มีใครอยู่: ชีวิตหลังความร้อน

โดย David Wallace-Wells

หนังสือเล่มนี้สำรวจผลกระทบที่อาจเกิดขึ้นจากการเปลี่ยนแปลงสภาพภูมิอากาศที่ไม่ถูกตรวจสอบ ซึ่งรวมถึงการสูญพันธุ์ครั้งใหญ่ การขาดแคลนอาหารและน้ำ และความไม่มั่นคงทางการเมือง

คลิกเพื่อดูข้อมูลเพิ่มเติมหรือสั่งซื้อ

กระทรวงเพื่ออนาคต: นวนิยาย

โดย Kim Stanley Robinson

นวนิยายเรื่องนี้จินตนาการถึงโลกในอนาคตอันใกล้ที่ต้องต่อสู้กับผลกระทบของการเปลี่ยนแปลงสภาพภูมิอากาศ และนำเสนอวิสัยทัศน์ว่าสังคมจะเปลี่ยนแปลงอย่างไรเพื่อรับมือกับวิกฤต

คลิกเพื่อดูข้อมูลเพิ่มเติมหรือสั่งซื้อ

ภายใต้ท้องฟ้าสีขาว: ธรรมชาติแห่งอนาคต

โดย Elizabeth Kolbert

ผู้เขียนสำรวจผลกระทบที่มนุษย์มีต่อโลกธรรมชาติ รวมถึงการเปลี่ยนแปลงสภาพภูมิอากาศ และศักยภาพในการแก้ปัญหาทางเทคโนโลยีเพื่อจัดการกับความท้าทายด้านสิ่งแวดล้อม

คลิกเพื่อดูข้อมูลเพิ่มเติมหรือสั่งซื้อ

การเบิกถอน: แผนที่ครอบคลุมมากที่สุดที่เคยเสนอเพื่อย้อนกลับภาวะโลกร้อน

เรียบเรียงโดย พอล ฮอว์เกน

หนังสือเล่มนี้นำเสนอแผนที่ครอบคลุมสำหรับการจัดการกับการเปลี่ยนแปลงสภาพภูมิอากาศ รวมถึงการแก้ปัญหาจากหลากหลายภาคส่วน เช่น พลังงาน เกษตรกรรม และการขนส่ง

คลิกเพื่อดูข้อมูลเพิ่มเติมหรือสั่งซื้อ